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무치악 환자에서 Guided Surgery 시 정확도를 최대화 시킬 수 있는 새로운 방법에 대한 제안 : Maximize the accuracy of OneGuide on Edentulous patient using Orthodontic miniscrew
이은진 원장(명치과)  |  denfoline@denfoline.co.kr
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승인 2019.01.04  15:43:18
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Introduction

Digital dentistry의 발전은 치의학계, 특히 임플란트 관련 분야에서 많은 변화를 가져오고 있습니다. 수술 전 환자의 구강 데이터를 이용하여 수술을 미리 Simulation 하고, 그 과정을 실제 수술 시 재현할 수 있게 하는 Computer Guided Implant Surgery가 대표적인 예가 될 수 있겠습니다.
술자마다 회사마다 술식의 차이는 있을 수 있지만, Guided surgery의 전체적인 과정은 다음과 같습니다. 환자의 구강 상태를 본 뜬 캐스트 혹은 구강 스캔 데이터와 CBCT 영상을 소프트웨어 상에서 중첩합니다. Digital Wax-up을 통해 최종 수복 이미지를 얻고, 이러한 청사진을 바탕으로 최적의 임플란트 식립 위치를 결정합니다. 결정된 위치를 바탕으로 골 삭제, 골 이식 등의 추가적인 수술 계획을 세우고, 그 수술 계획을 실현시켜 줄 Guided surgical template을 3D프린터로 제작하는 것입니다.
Guided surgery는 수술의 시간 감소와 그에 따른 환자의 불편 감소라는 큰 장점이 있으며 Top-down treatment planning 에 기반함으로써 보다 이상적인 보철 결과를 기대할 수 있습니다. 또한, 하치조신경관 등 피해야 할 해부학적 구조물을 Simulation을 통해 미리 파악한 후 Guided surgical template 을 제작함으로써 수술로 인한 구조물 손상을 예방할 수 있습니다. 따라서 술자의 스트레스가 크게 감소하는 이점이 있습니다.
   
 

모든 케이스에서 Computer Guided Implant Surgery를 적용 할 수 있습니다. 그러나 특히 이 시스템이 더 도움이 되는 몇몇 적응증이 존재합니다. 저항이 적은 곳으로 드릴이 밀리기 쉬운 ‘ 발치 즉시 식립 증례’나 ‘전치부 심미 증례’에서 유리한데, Guide surgical template의 Hole이 드릴을 잡아주어 Path를 유지시키기 때문입니다. 또한 ‘잔존골이 불충분한 증례’에서는 예상 위치에 정확히 심어지지 않은 경우 추가 GBR이 요구될 수 있으므로, Guide surgery를 이용하는 것이 유리합니다. ‘주요 해부학적 구조물을 손상시킬 가능성이 높은 경우’에도 마찬가지로 유리합니다. ‘전신질환을 가진 환자’나 ‘장시간의 수술에 대한 두려움이 있는 환자’에게도 수술 시간을 단축시켜 줄 수 있는 Guided surgery는 매력적인 선택지입니다.
마지막으로 ‘다수의 임플란트를 심는 증례’ 혹은 ‘전악 수복 증례’에서는 Guide가 수술 시간을 단축시켜 줄 뿐만 아니라, 보철물 간의 Path를 최적으로 맞추어줄 수 있습니다.
   
 

1. Problem Posing(Case1)
Guided Surgery의 이러한 장점에도 불구하고 무치악 환자 케이스에서는 몇 가지 한계점이 있습니다. 첫 번째로 무치악의 경우 CBCT 데이터와 구강 스캔 데이터(혹은 캐스트)를 중첩시킬 때 오버랩 되는 경조직점이 없어 적합도가 떨어진다는 것입니다. 이를 보완하기 위해 Osstem사의 OneGuide team에서는 첫 번째 촬영한 CBCT 데이터를 기반으로, 왁스림 형태에 방사선 불투과성의 Marker가 포함된 ‘무치악용 Radiographic guide’를 제작하여 제공합니다. 이렇게 제공 받은 촬영용 Guide를 장착하고 2차 CBCT를 촬영할 수 있습니다. ‘무치악용 Radiographic guide’가 중첩을 위해 유용하기는 하나 환자의 내원 횟수가 증가하고, 제작 기간이 추가로 소요된다는 단점을 피할 수 없습니다.
마지막으로 다음의 증례(Case1)처럼 치조골의 뚜렷한 형태가 없어 Radiographic guide가 미끄러지는 경우에는 CT 촬영 중에도 안정적인 유지를 얻지 못합니다. 또한 수술시 Guide template를 위치시킬 때에도 촬영 당시의 위치로 정확히 재현되었는지 알 수가 없습니다.
   
 
   
 

Case1은 70세 남환으로 잘 맞지 않는 의치를 접착제 이용하여 무리하게 사용하고 있었으며, 초진시 상악동저와 비강저의 잔존골 높이는 약 1㎜였습니다. 수술은 2-Staged로서, 우선 측방 접근을 통해 상악동 거상 및 골이식을 시행한 후 8개월 차에 임플란트 식립에 들어갔습니다. 첫 상악동 수술에서 골 높이를 평균 5㎜ 밖 에 얻지 못했으므로, 임플란트 식립 시에 추가적으로 치조정을 통한 골이식을 시행했습니다. 정확한 식립을 위해 Osstem사의 OneGuide system을 이용했습니다.
   
 

술 후 Panorama(Fig5)를 보시면 임플란트 간의 Path는 매우 일치하는 것처럼 보입니다. 그러나 수술 당시 OneGuide를 연조직 상에 위치시킬 때, 술 전 디자인에서 계획했던 위치로 정확히 재현되었는지 확신할 방법이 없었습니다.
따라서 CBCT 결과(Fig6)을 보시면, 극히 한정된 잔존골 내에 정확히 심어져야 하는 증례였음에도 불구하고 다소의 오차가 보입니다. Coronal view에서 #14i, 24i 부위의 임플란트가 비강 측벽을 약 0.5㎜ 침범한 것이 확인되고, 계획한 위치보다 OneGuide 가 다소 후방으로 고정되었음을 추정해볼 수 있습니다.
   
 

이제 이러한 문제점을 어떻게 해결했는지, 한 환자의 증례(Case2) 를 통해 보여드리고, 이 방법이 무치악 환자에서의 Guided surgery의 정확성을 얼마나 향상시켰는지 연구의 결과와 결론을 소개해 드리겠습니다.

2. Material & Methods (Case2)
무치악에서의 한계는 임플란트가 식립될 경조직, 즉 CBCT에 인기되는 부분과 OneGuide를 안착시킬 연조직, 즉 구강 스캐너에 인기되는 부분이 개체적으로 독립된다는 데에 기인합니다. 그리고 이러한 한계는 경조직을 통해 연조직 밖으로 나오는 견고한 방사선 불투과성의 Reference를 만들어주면 해결됩니다. 이를 위해 최소 네 포인트에 Orthodontic miniscrew를 식립합 니다. Osstem사에서 나오는 Miniscrew는 티타늄 합금으로 강도가 강하며 Self-tapping 디자인으로 별도의 드릴링 없이 쉽게 식립이 가능합니다.
   
 

Miniscrew의 식립 위치는 Implant fixture가 식립될 부위를 피하고, 가능하면 Keratinized gingiva에 심어줍니다. Radio- graphic reference가 되는 네 점간의 거리는 서로 멀수록 더 안정적인 Coordination을 이루고, 데이터 간의 중첩을 유리하게 합 니다. Miniscrew의 Neck 부위는 얇으므로 Impression에 기포를 유발하거나 Cast 파절을 일으킬 수 있어 Resin ball을 첨가해야 합니다.
   
 

이제 기존의 방법대로 CT 촬영을 하고 인상채득 시행 후 One Guide team에 보냅니다. Implant stuido software를 통해 임플란트 수술을 계획하고, 제작을 승인하여 OneGuide를 제공 받습니다.

본 프로토콜에서 식립한 Miniscrew는 CT 중첩의 Reference가 될 뿐 아니라 수술 중 OneGuide를 유지하는 역할도 합니다. 수 술 전 OneGuide를 구강 내에 안착시킬 때 Mini screw 부위에서 딸깍하는 소리가 들렸고, 그 순간 수술이 성공적일 것을 확신 할 수 있었습니다. 무치악 증례에서 필수인 Anchor pin(Case1의 Figure3 참조)도 필요치 않을 정도로 안정적인 고정을 보였고, 수술중 동요하지 않았습니다.
   
 
   
 

수술 후 Miniscrew를 제거한 모습(Fig12)이며, 제거한 부위에는 별도의 처치가 필요하지 않습니다. 본 증례에서는 연구를 위해 술 후 CT 중첩이 끝난 이후 제거하였습니다.

3. Results(with References)
3Shape사의 Implant Studio Software를 이용하여 CT 스캔과 모델 간의 적합도를 확인할 수 있습니다.(Fig13) 방사선 불투과성 Reference와 중첩이 되면 색상으로 표시가 되고, 초록색에 가까울수록 중첩이 잘 이루어졌음을 의미합니다.
   
 

Implant Studio Software를 이용하여 술 전 CT(계획된 가상 임플란트)와 술 후 CT(실제 식립된 임플란트)를 중첩했습니다. 본 연구에서는 식립의 오차를 다음과 같은 네 가지 변수로 측정하였습니다.(Fig15)
   
 

아래의 표는 본 증례에서 계획된 위치와 실제 시술된 식립 위치의 오차를 네 가지 변수로 나타낸 결과 값입니다. 하단 3행은 비교를 위해 2012년 Petterson의 문헌에서 인용하여 추가한 값으로서, Nobel Guide를 이용하여 하악 무치악에 식립된 50개의 임플란트의 오차 값입니다.
   
 

아래의 그래프는 결과 값들을 한눈에 볼 수 있는 Box plot graph 입니다.(기존 문헌의 그래프 위에 본 연구의 값을 색상으로 표시) 그래프에 나타난 바와 같이 본 프로토콜을 이용해 식립한 두 임플란트의 변수들이 기존 문헌의 평균 오차보다 낮았습니다. 단 한 가지, #43i의 Angulation이 Box 내에 있으나 평균보다 높았습 니다만, 이는 본 증례에서 하악 전치부 특성상 설측골이 단단해 드릴을 밀어내며 일어난 현상으로 해석했습니다.
   
 

4. Conclusions
무치악 환자에서도 Pre-implanted Miniscrew를 이용하면 기존 방법에 비해 환자의 내원 횟수와 Guide 제작 기간이 단축될 뿐 아니라, Computer guided implant surgery의 정확도를 최대화할 수 있습니다. 특히 아주 작은 오차가 큰 차이의 결과를 불러 올 수 있는 증례에서 이 방법이 매우 유용하게 쓰일 것으로 기대 합니다.
   
 
   
 

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